10x schnellere Halbleiterfertigung
Das taiwanesische Unternehmen Master Machinery ist in der Halbleiterfertigung tätig. Bei diesen speziellen Maschinen greifen Bildverarbeitung, Bewegungssteuerung und I/O ineinander, um fertige Chips von einem Silizium-Wafer zu entnehmen und zu verpacken. Diese Maschine ist ein klassisches Beispiel einer verteilten Architektur: Die Subsysteme werden zunächst separat entwickelt und anschließend über ein Netzwerk zu einem Gesamtsystem verbunden. Eine solche Maschine erzielt im Schnitt einen Durchsatz von 2.000 Teilen/h. Master Machinery hat sich jedoch für einen anderen Ansatz entschieden und entwickelte seine Maschine auf Basis einer zentralen, softwarezentrierten Architektur, bei der sich alle Bestandteile (Hauptcontroller, Bildverarbeitungs- und Bewegungssteuerungssysteme, HMI und I/O) auf einem einzelnen Controller befinden und mit LabView programmiert werden. Das Ergebnis waren nicht nur Kosteneinsparungen, da keine separaten Subsysteme mehr nötig sind, sondern auch eine zehnfache Durchsatzsteigerung gegenüber Mitbewerbern, sprich 20.000 Teile/h. Ein wichtiger Faktor war dabei die Möglichkeit, mehrere Subsysteme in einem einzelnen Softwarestack zusammenzufassen, insbesondere die Systeme für die Bildverarbeitung und Bewegungssteuerung. Dank dieses einheitlichen Ansatzes konnte Master Machinery nicht nur die Entwicklung des Bildverarbeitungssystems, sondern auch des gesamten Systems vereinfachen.
Fazit
Da die Leistung von CPUs, Grafikprozessoren und FPGAs gemäß Moore’schem Gesetz weiterhin kontinuierlich steigt, lassen sich zunehmend anspruchsvollere Bildverarbeitungsalgorithmen entwickeln und ausführen. Aber auch andere Systembestandteile, insbesondere die Bewegungssteuerung und I/O, profitieren mit diesen Technologien von einer höheren Leistungsfähigkeit. Je höher jedoch die Leistung der einzelnen Subsysteme steigt, desto deutlicher offenbaren sich auch die Defizite einer klassischen verteilten Architektur. Durch die Zusammenführung aller Systembestandteile in einer Softwareumgebung und auf einem zentralen Controller lässt sich die Systementwicklung erheblich vereinfachen, sodass Entwickler sich in erster Linie auf ihre Innovationen konzentrieren können, anstatt auf die Implementierung der nötigen Funktionen.
